蘇立春 穆云飛 劉再波
國家經貿委1993年開始把照明節能提到了能源、環境與經濟協調發展的戰略高度,放在資源節約工作的優先位置,并于1994年開始組織制訂中國綠色照明工程計劃,于1996年正式制訂了《中國綠色照明工程實施方案》。目前國家對于節能技術的應用非常重視,10月23日~25日《中國國際循環經濟成果交易博覽會》在青島會展中心召開,我公司的海水源空調項目也參與了成果展出。如何實現可持續發展,如何實現節能減排成為大家開始思考的問題。那么在建筑電氣中如何應用節能技術,最大限度實現節約能源的目的,也成為切實需要思考的問題。本文試圖對照明節能技術在建筑電氣中的應用進行探討,以指導建筑電氣設計和施工。擬從節能燈具的選擇方面進行節能探討和論證。目前的小區建筑中,地下車庫在一般的高層建筑中被廣泛采用。那么車庫的照明方面是否可以做節能考慮。
根據設計規范,車庫照明的照度為75 Lx,若采用傳統的T8熒光燈管,每根熒光燈管光通量按照2 500計算,1萬m2的地下車庫需要配置的燈管數量n為:利用系數:一般室內取0.4,維護系數 MF=(LLD)×(LDD)一般取0.7~0.8。
舉例:
室內照明,10 000 m2車庫,使用3×36 W隔柵燈9套。
平均照度=光源總光通×CU×MF/面積
=(2 500 ×n)×0.4×0.8 ÷10 000=80 Lux。
其中,n=1 000。雙管日光燈具數量約為500套,按照T5管比T8 40W管節能30%計算。
每天節約電能:500套×40×2×0.3×24=288度。
每月節約電能:288×30=8 640度。
該方案在青島千禧龍花園三期的樓道照明中采用T5日光燈管替代傳統T8日光燈管,取得了良好的經濟效益。
高效節能型電感鎮流器每小時功率消耗大約是9 W;而高效節能型電子鎮流器每小時功率消耗大約是3 W~3.5 W。因此采用電子高效節能鎮流器比采用高效電感鎮流器節電約5 W。
則10 000 m2地下車庫采用高效節能電子鎮流器比采用電感鎮流器每天可實現節電5 W×500×2×24/1 000=120度。
每月節約電能:120×30=3 600度。
則采用高效電子鎮流器+高效節能T5熒光燈管的組合式燈具節約的費用每年約:
600+8 640=12 240度×0.85=10 404元×12=124 848元。
8 W LED日光燈亮度相當于20 W日光燈亮度,15 W LED日光燈與傳統40 W日光燈亮度一樣。使用壽命在5萬h~8萬h。供電電壓為AC85 V~260 V(交流),無需起輝器和鎮流器,啟動快,功率小,無頻閃,不容易視疲勞,6 000 K的冷光源給人視覺上清涼的感受,它不但超強節能更為環保,還是國家綠色節能照明工程重點開發的產品之一,是目前取代傳統的日光燈的主要產品。LED日光燈安裝非常簡單,安裝時將原有的日光燈取下換上LED日光燈,將起輝器去掉即可。LED日光燈節電高達50%以上,壽命為普通燈管的10倍以上,幾乎是免維護。
LED是一種新型的照明燈具,未來LED必將替代目前的照明燈具。實際的LED照明因為去掉了鎮流器的功率消耗,節電效果可能達到60%。節電效率(40-15)/40×100%=62%,計算按照60%。按照500盞燈具計算每天節約電能:500套×40×2×0.6×24=576度。
每月節約電能576度×30=17 280度。
每年節約電能17 280度×12=207 360度。
從以上計算結果看,節能效果相當可觀。但是目前LED照明燈具的價格還相當貴,一只燈管的價格在150元~200元之間。
以上僅從節電效果來計算。按照投資和回報的方法計算,存在一定的回收期的問題。還有燈具的使用環境也是要考慮的一個方面。比如若車庫太潮濕的話,可能會影響部分燈具的壽命,從而影響投資和工程效果。
LED的發光效率正在逐步提高,商品化的器件已達到白熾燈的水平,景觀燈采用的白色LED發光效率接近熒光燈的水平,并在穩步增長中。但是,在照明普及應用方面仍存在一些技術性問題:LED的光通量有待進一步提高。采用LED作為照明光源,必須可以發出更多的光,必須具有更高的能量效率。LED發出的光與自然光仍有一定的差距。白熾燈是日光色,給人一種溫暖的感覺。而白光LED發出的白光帶有藍色光的成分,在這種光的照明下,人們的視覺不很自然。LED的價格較高,這是影響LED照明普及的主要原因。但是,近年來出于晶片技術的改良,制造成本正在急劇下降,近三年來LED的價格下降了近50%,LED產業正朝著高效率、低成本的方向發展,這為LED在照明領域的應用提供了有利條件。此外,較好的性價比也可以彌補成本價格方面的不足。由于LED光源具有發光效率高、耗電量少、使用壽命長、安全可靠性強,有利于環保等特性,近幾年來在城市燈光環境中得到了廣泛的應用。目前已應用于數碼幻彩、護欄照明、廣場照明、庭院照明、投光照明、水下照明系列。許多城市利用LED光源照明技術應用于城市燈光環境建設中,產生了良好的效果,積累了豐富的經驗。隨著LED在工程中的廣泛采用,隨著技術發展的不斷進步,LED照明必將為我國的綠色經濟發展,為國家的節能減排創造出更高的效益。
隨著全國城市化的進一步發展,燈光環境(包括路燈、景觀燈、藝術燈等)建設領域將不斷擴大,LED光源的應用也將不斷發展。LED作為新一代光源,在城市景觀燈建設領域中已得到了有效的應用,但要在路燈建設和維護中取代大功率的高壓鈉燈、高壓汞燈、金鹵燈等光源,還需進一步的研究和探討,認真解決LED光源在照明應用中存在的技術問題,還需LED光源生產廠家結合路燈行業的實際情況,生產符合路燈建設和維修所需的新產品,使新一代光源在城市照明建設中發揮更大的作用。
過去10年來,LED在顏色種類、亮度和功率方面都發生了極大的變化。LED以其令人驚嘆而欣喜的應用在城市室內外照明中發揮著傳統光源無可比擬的作用。LED壽命長達10萬h,意味著每天工作8 h,可以有35年免維護的理論保障。低壓運行,可達較高的光輸出,調光時低到零輸出,可以組合出成千上萬種光色,而發光面積可以很小,能制作成1 mm2。經過2次光學設計,照明燈具達到理想的光強分布。快速發展的LED技術將為照明設計與應用帶來嶄新的可能性,這是許多傳統光源所不可能實現的。白光LED技術的發展,推動著節能照明系統的進步。
現代建筑照明燈具的采用往往負荷量較大,燈管數量往往達到上萬只,而照明節能技術如果能在節能建筑中大量的應用,必將產生非常大的經濟效益。參考文獻:
[1]王 樂.關于LED應用于照明的研究和設計[D].杭州:浙江大學,2005.
[2]王永生.綠色建設——中國民航大學朝陽飛行學院建設札記[J].高校教育研究,2009(19):104.
[3]李 蔚.太陽能光伏技術與建筑應用[J].建筑電氣,2007(9):19.
[4]黃 彥.淺談LED在隧道照明中的應用[J].燈與照明,2009(4):17-19.